【正文】 terleaving)。RLC 將LLC 數(shù)據(jù)幀拆分成便于空中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊，并負責空中接口的可靠性保障。數(shù)據(jù)到達BSS 之后，同樣是層層解封，最終得到的是LLC 數(shù)據(jù)幀，BSS 并不對LLC 幀做處理，而只是透明轉(zhuǎn)發(fā)。NS(Network Service)提供網(wǎng)絡傳輸服務，目前，這個服務是基于幀中繼PVC 的。服務的類型有面向連接和無連接兩種，用戶可以根據(jù)QoS 要求選擇。LLC(Logical Link Control，邏輯鏈路控制)協(xié)議[49,50]負責從SGSN 到手機的數(shù)據(jù)傳輸。在Gb 接口，首先需要SNDCP(SubNetwork Dependent Convergence Protocol，子網(wǎng)相關(guān)收斂協(xié)議)對IP 數(shù)據(jù)包進行處理，這一步的目的是提高GPRS 的可擴展性，將來只需改變SNDCP 就可以適應新的三層協(xié)議，比如IPv6。注意，這時傳送的是運營商內(nèi)網(wǎng)IP(或者內(nèi)層IP、下層IP)，與此相對應的是封裝在GTP 協(xié)議內(nèi)部的IP 叫做外網(wǎng)IP(或者外層IP、上層IP)。之后，TCP 或UDP 的數(shù)據(jù)包進一步封裝成IP 包，此IP 包的目的地址即為目標SGSN 的地址。Gn 網(wǎng)絡本身是一個TCP/IP 網(wǎng)絡，Gn 網(wǎng)絡中的元素都是靠IP 來尋址的。在Gn 接口，最先對數(shù)據(jù)包做處理的是GTP(GPRS Tunneling Protocol)協(xié)議，它實現(xiàn)了從GGSN 到SGSN 的虛擬傳輸通路，即隧道。之后再對幀進行處理得到IP 數(shù)據(jù)包。在Gi 接口上沒有新的協(xié)議。數(shù)據(jù)包從TE 傳到MS 要經(jīng)過四個接口：Gi、Gn、Gb 和Um。除此之外，還有Gp 接口，在BGGSN 和其他運營商的網(wǎng)絡之間，以便實現(xiàn)網(wǎng)間漫游。通常連接是由MS 發(fā)起的，SGSN 在對用戶鑒權(quán)之后，找到指定的GGSN，并與之建立數(shù)據(jù)通路。在GGSN 和HLR 間的Gc 接口。在SGSN 和SMS 間的Gd 接口。GGSN 實際上是兩個數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，GPRS本身屬于IP 網(wǎng)絡領(lǐng)域，Gi 和IP 協(xié)議。GGSN 與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的Gi 口。SGSN 與HLR 間的Gr 口。SGSN 與MSC/VLR 間的Gs 口。SGSN 與GGSN 間的Gn 口。Gb 接口能使多用戶復用同一物理資源。SGSN 與BSS 間的Gb 口。與GSM 系統(tǒng)相同的是在GPRS 系統(tǒng)的空中接口中，一個TDMA 幀分為8 個時隙，每個時隙發(fā)送的信息稱為一個“突發(fā)脈沖串”(Burst)，每個TDMA 幀的一個時隙構(gòu)成一個物理信道，物理信道被定義成不同的邏輯信道。GPRS 骨干網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)如圖21 所示。GSM 與GPRS 兩種業(yè)務特點的對比：對比內(nèi)容電路型數(shù)據(jù)業(yè)務分組型數(shù)據(jù)業(yè)務無線信道專用，最多四個時隙捆綁共享，最多8個時隙捆綁鏈路建立時間呼叫建立時間長短，有永遠在線之稱傳輸時延短，適用于實時性強的業(yè)務適度的傳輸時延傳輸速率網(wǎng)絡升級費用初期投資少，需要增加IWF單元及BTS/BSC進行軟件升級費用較大，需增加網(wǎng)絡設備，但節(jié)省基站投資提供相同業(yè)務代價價格昂貴，占用系統(tǒng)資源多價格較便宜占用系統(tǒng)資源少 GPRS 系統(tǒng)組成及相關(guān)接口GPRS 網(wǎng)是在GSM 網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加以下功能實體構(gòu)成的：服務GPRS 支持節(jié)點(SGSN)、網(wǎng)關(guān)GPRS 支持節(jié)點(GGSN)和點對多點服務中心(PTMSC)。它支持四種不同的QoS(Quality ofService，服務質(zhì)量)級別，－1 秒之內(nèi)恢復數(shù)據(jù)的重新傳輸。(5)兼容短消息 GPRS 也允許短消息業(yè)務(SMS)經(jīng)GPRS 無線信道傳輸(需要運營商支持)。(4)支持協(xié)議 TCP/IP 協(xié)議，可以和Internet 網(wǎng)、 網(wǎng)互聯(lián)互通 支持特定的點到點和點到多點服務，以實現(xiàn)一些特殊應用如遠程信息處理,突破了GSM 通信中數(shù)據(jù)流量的限制。(2)接入時間短 GPRS 的核心網(wǎng)絡層采用IP 技術(shù)，很方便地實現(xiàn)與高速發(fā)展的IP 網(wǎng)和現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的快速無縫連接，保證通信的實時性。通過同時使用8 個時隙，GPRS ，GPRS 采用了與GSM不同的信道編碼方案，定義了CS－CS－CS－CS－4 四種編碼方案。與GSM 數(shù)據(jù)通信相比，GPRS 有許多獨特的特性：(1)傳輸速率高 定義了新的GPRS 無線信道，且分配方式十分靈活，每個TDMA 幀可分配1 到8 個無線接口時隙。分組通信的實質(zhì)是依靠高處理能力的計算機來充分利用寶貴的通信信道資源。目前GSM 的數(shù)據(jù)業(yè)務就是基于電路交換方式，因而受無線速率的影響。通信結(jié)束則釋放電路。電路交換方式(CS)：采用公共控制方式，在源端和目的端間實時建立起電路連接，構(gòu)成一條信息通道，專供兩端用戶通信。而GPRS 將改變這一現(xiàn)狀，由于它是基于IP 協(xié)議的二層協(xié)議，因此GPRS可提供與因特網(wǎng)更有效的連接 GPRS 的特點與優(yōu)勢GSM 網(wǎng)絡已經(jīng)具有和互聯(lián)網(wǎng)絡連接的功能了，那么GSM 和GPRS 又有什么不同呢[31]？通過以下對比來說明GPRS 的優(yōu)勢。在速率低的情況下，必然造成連接時間長，并且用戶瀏覽Web 網(wǎng)頁并不是一個連續(xù)占用信道的過程，它是“用戶提交網(wǎng)頁請求－服務器響應后向用戶發(fā)送網(wǎng)頁－用戶閱讀網(wǎng)頁－用戶再提交新的請求……”這樣一個突發(fā)和間歇占用信道的過程，在用戶閱讀網(wǎng)頁的時間里信道其實是空閑的，但用戶也要為此付費。顯然，現(xiàn)有的GSM 數(shù)據(jù)業(yè)務無法滿足這個要求。WAP 業(yè)務之所以不能廣泛推廣的主要原因是它是基于GSM 電路交換數(shù)據(jù)(CSD)方式承載的，CSD 的速率低，并且資費政策不符合用戶實際應用的需要。除基本話音業(yè)務外，兩家公司都開通了三類傳真、9600 波特及以下數(shù)據(jù)業(yè)務、語音信箱、移動秘書、短消息、移動互聯(lián)網(wǎng)、手機撥打IP 電話、信息點播、手機銀行、WAP 業(yè)務等形式多樣的業(yè)務。2001 年各運營商有了非常大的發(fā)展，2002 年基本進入商用化。GPRS 的現(xiàn)狀己經(jīng)非常成熟，目前，全世界己有近百個運營商開通了商用系統(tǒng)、試商用系統(tǒng)或?qū)嶒炏到y(tǒng)。但是，可以肯定地說，正如話音經(jīng)歷了從第一代、第二代發(fā)展到第三代移動通信一樣，總體來說，移動數(shù)據(jù)通信的發(fā)展歷程也必然會經(jīng)歷同樣的過程。最近幾年，許多國家在GSM網(wǎng)絡上短消息業(yè)務的極大成功，說明移動數(shù)據(jù)通信的市場具有極大的潛力。因此，GPRS 特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸，這一特點正適合大多數(shù)移動互聯(lián)的應用。GPRS 把分組交換技術(shù)引入現(xiàn)有GSM 系統(tǒng)，使得移動通信和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡合二為一，具有“極速傳送”、“永遠在線”、“價格實惠”等特點。GPRS在現(xiàn)有的GSM 網(wǎng)絡基礎(chǔ)上增加一些硬件設備和軟件升級，形成一個新的網(wǎng)絡邏輯實體。軟件設計基礎(chǔ)主要講述常見AT 指令及使用方法和如何通過設置GPRS 通信模塊，如何登陸GPRS 網(wǎng)關(guān)。最后設計給出整個遠程監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。本地監(jiān)控站部分設計本地監(jiān)控服務器，企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)庫服務器，以及本地監(jiān)控的網(wǎng)絡連接方案。第三章簡單介紹了TCP/IP 協(xié)議族，詳細分析了TCP/IP 協(xié)議族中的兩個協(xié)議：UDP 協(xié)議和IP 協(xié)議，并詳細分析了登錄GPRS 網(wǎng)絡時所使用的鏈路層協(xié)議：PPP 協(xié)議。論文結(jié)構(gòu)安排如下：第一章為緒論，主要介紹課題的背景，分析了遠程監(jiān)控系統(tǒng)的意義和需求，遠程監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，并依此總結(jié)了提出基于GPRS 網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的必要性和本課題的主要工作。其中，本地監(jiān)控站程序設計采用Visual Basic 作為開發(fā)工具。設計目標是真正實現(xiàn)基于GPRS 的遠程數(shù)據(jù)通信，使其能夠運用在實際的監(jiān)控系統(tǒng)中，最終面向產(chǎn)品開發(fā)。因此，只要在本地監(jiān)控對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析就可以完全了解現(xiàn)場的具體情況，并且可以隨時做出判斷，給監(jiān)控終端發(fā)送控制和查詢命令，讓信息終端做進一步的、更詳盡的監(jiān)測 本文主要工作遠程監(jiān)控系統(tǒng)一般由本地監(jiān)控站和遠程監(jiān)控分站兩部分組成。數(shù)據(jù)采集遠程網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)其原理是通過信號采集技術(shù)，把現(xiàn)場需要監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集下來，通過通信控制器對采集到的數(shù)據(jù)進行存儲、編碼和轉(zhuǎn)發(fā)，經(jīng)過先進的無線通信方式—— GPRS分組交換，定時把數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程Intemet網(wǎng)絡上的本地監(jiān)控。2. 系統(tǒng)原理分布式數(shù)據(jù)采集遠程網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)是集現(xiàn)代無線通信技術(shù)、信號采集技術(shù)以及計算機網(wǎng)絡技術(shù)為一體的廉價、高效、應用范圍廣泛的高科技系統(tǒng)。 遠程監(jiān)控系統(tǒng)綜述1. 系統(tǒng)組成基于GPRS的數(shù)據(jù)采集遠程網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)主要由三大部分組成：數(shù)據(jù)采集信息終端(包括數(shù)據(jù)采集器、通信控制器、GPRS Modem)、GPRS通信部分(包括MSC基站控制器、SGSN業(yè)務支持節(jié)點、GGSN網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點)、本地監(jiān)控(包括網(wǎng)關(guān)、信息服務器等)。GPRS 網(wǎng)絡是目前基于時分多址技術(shù)的移動通信體制中最成熟完善、覆蓋面最廣、功能最強、用戶最多的移動通信網(wǎng)絡，利用GPRS 實現(xiàn)遠程監(jiān)控可靠性高、信號傳播距離遠、覆蓋面積廣，并且可以節(jié)省建網(wǎng)初期的巨額投資，運營期間無需維護網(wǎng)絡，運行費用低廉。它以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)，采用IP 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡協(xié)議，提高了現(xiàn)有的GSM 網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務傳輸速率，最高可達170kb/s。因此本文把GPRS網(wǎng)絡引入到遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，提出了基于GPRS 的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。(7)各種信息查詢系統(tǒng) 交通信息、天氣預報、銀行系統(tǒng)等很多領(lǐng)域的信息查詢。(5)通風設備，制冷設備等的遠程監(jiān)控 冷庫/倉庫的遠程監(jiān)控，礦井通風設備，探礦設備的遠程監(jiān)控。(3)自動化工廠，生產(chǎn)過程，機器和設備的遠程監(jiān)控 在自動化生產(chǎn)線上，一般由可編程邏輯控制器控制，可對其進行遠程監(jiān)控；關(guān)鍵的機器和設備關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)線的安全，對此類設備工作參數(shù)可實現(xiàn)遠程監(jiān)控，超限報警。遠程監(jiān)控系統(tǒng)應用廣泛，遍及國民經(jīng)濟的很多領(lǐng)域，典型應用概括為以下幾個方面：(1)煤氣/天然氣，石油，電力等能源系統(tǒng)設備以及網(wǎng)絡的遠程監(jiān)控 發(fā)電機組，變電站，供電所的遠程監(jiān)控；煤氣/天然氣管線壓力，溫度，流量等遠程監(jiān)控；石油開采中抽油井各種參數(shù)的遠程監(jiān)控等。目前遠程監(jiān)控主要有以下幾種方式：短距離長線監(jiān)控；通過市話網(wǎng)；通過Internet 網(wǎng)絡；通過自組網(wǎng)絡(CDPD 網(wǎng))；通過數(shù)傳電臺方式。一般情況下，計算機監(jiān)控系統(tǒng)都是在生產(chǎn)現(xiàn)場或附近進行管理的，這樣便于生產(chǎn)技術(shù)人員及時到達現(xiàn)場指導生產(chǎn)，在發(fā)生故障時能夠盡快解決問題以便恢復生產(chǎn)。并以聲光電的形式對故障和突發(fā)事件報警。(2)監(jiān)督功能 將檢測到的實時數(shù)據(jù)、還有生產(chǎn)人員在生產(chǎn)過程中發(fā)出的指令和輸入的數(shù)據(jù)進行分析、歸納、整理、計算等二次加工，并分別作為實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)加以儲存。(1)采集和處理功能 主要是對生產(chǎn)過程的各種模擬和數(shù)字量進行檢測、采樣和必要的預處理，并且以一定的形式輸出，如打印報表、顯示屏和電視等。計算機監(jiān)控系統(tǒng)，是以監(jiān)測控制計算機為主體，加上檢測裝置、執(zhí)行機構(gòu)，與被監(jiān)測控制的對象(生產(chǎn)過程)共同構(gòu)成的整體。這是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)必不可少的基本手段。尤其適用于間歇性、非周期性數(shù)傳輸(相鄰兩次傳輸?shù)臅r間間隔遠遠大于平均傳輸延遲)；少量數(shù)據(jù)的頻繁傳輸；較大容量數(shù)據(jù)的不頻繁傳輸。每個用戶可以同時占有多個無線信道，大大提高信息傳輸速率；采用“統(tǒng)計復用”的方式，多個用戶可以動態(tài)共享一個信道，大大提高了帶寬資源的利用率，能夠確保分組模式數(shù)據(jù)應用的成本效益和網(wǎng)絡資源的有效利用。本文論述的基于GPRS的無線監(jiān)測系統(tǒng)是一種易于實現(xiàn)，投資較少的一種實用系統(tǒng)，它可以將各大煤礦的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳到中心站，由專家統(tǒng)一鑒定，并且可以及時通知相鄰煤礦危險信息起到資源共享的作用。 類似的情況還有晉城寺河煤礦。陶二煤礦與相鄰的大淑村煤礦距離僅十余公里,屬同一井田,開采的主要煤層相同,開采深度相近。但多數(shù)礦井突出預測人員沒有進行正規(guī)培訓,在儀器使用、測定操作過程中不同地程度存在一些不夠規(guī)范的問題 只有經(jīng)鑒定和批準為煤與瓦斯突出礦井,煤礦才必須按突出礦井進行管理, 安全監(jiān)察部門才能要求煤礦采取防治煤與瓦斯突出的措施、制定相關(guān)管理制度。這可能是措施效果檢驗鉆孔進入工作面深部后,很容易與抽排鉆孔穿孔或靠近,使措施效果檢驗指標測定值偏小, 沒有反應工作面前方突出危險性的真實情況,從而導致誤報。此外,突出預測人員缺乏嚴格的專業(yè)技能培訓。除了地質(zhì)原因外，下面是專家給出的一些其他原因：被調(diào)查礦井多數(shù)沒有瓦斯壓力、瓦斯含量、煤層透氣性系數(shù)、排放半徑、抽放半徑等防突參數(shù)和瓦斯抽放參數(shù),這使煤礦不能清楚、準確地了解本礦井災害的程度和特點,也難以選擇和實施適用、有效的技術(shù)措施。 研究目的和意義關(guān)于我國煤礦現(xiàn)狀，國家煤礦安全監(jiān)察局事故調(diào)查司為了針對國有重點煤礦07年上半年煤與瓦斯突出事故高發(fā)的問題,組織了調(diào)研組對今年發(fā)生了煤與瓦斯突出傷亡事故的兩個國有重點煤礦企業(yè)盤江煤電(集團)公司、水城礦業(yè)(集團)公司進行了調(diào)研,并召開了部分國有重點煤礦煤與瓦斯突出事故原因分析座談會。它改變了傳統(tǒng)的以語音為主要的通信手段，使GPRS 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信得到廣泛的應用。 的逐漸成熟，世界各國3G 網(wǎng)絡的投入研究，基于無線數(shù)據(jù)應用的各項服務展現(xiàn)出其獨特的魅力。此系統(tǒng)內(nèi)嵌TCP/IP 協(xié)議，GPRS 數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)使用串口AT 命令，易于實現(xiàn)。隨著移動數(shù)據(jù)通訊業(yè)務的發(fā)展，GPRS 網(wǎng)絡通信以其更加低廉的價格和永遠在線的性能有著不可估量的發(fā)展前景。而且還存在著某些容易發(fā)生突發(fā)性事件的領(lǐng)域，如容易發(fā)生火災和洪災的場所，由于這些事件發(fā)生的概率相對較小，且具有隨機性和不確定性，如果在現(xiàn)場實施人員值守是不現(xiàn)實的。遠程監(jiān)控系統(tǒng)己廣泛應用于郵電、電力、通訊、銀行等系統(tǒng)及設施。為了有效地監(jiān)控和管理煤礦的安全狀態(tài), 采取科學、系統(tǒng)、完整的措施改變我國煤礦安全現(xiàn)狀及落后面貌, 加強礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)及其方法的研究, 是目前煤炭工業(yè)需要解決的迫切問題, 建立以災害預防、事故營救、電子信息化管理為主要目標的信息智能化煤礦管理體系勢在必行。近年來國家有關(guān)部門雖下大力氣整治煤礦安全生產(chǎn), 通過不斷努力, 近段時期煤礦安全狀況總體趨于好轉(zhuǎn), 但由于基礎(chǔ)薄弱等原因, 生產(chǎn)狀況仍不容樂觀。作為我國的支柱產(chǎn)業(yè), 安全成為制約我國煤礦生產(chǎn)的首要問題。 MSP430 MCU。 GPRS。論文結(jié)合GPRS 遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)設計出一套基于